0次方和负数次方的理解(乘法无法绕过的羁绊:1)

0次方和负数次方的理解(乘法无法绕过的羁绊:1)

1 乘万物如不乘

幂是一个数值自乘若干次的形式,乘方的结果叫做幂

指数表示一个数值的特定次方

(指数幂 是指数上的指数,表示这个未知数的指数相乘几次。其实就是自乘之后的指数,也就是是说指数幂最终是作为指数来被看待的,本文不涉及)

底数(英语:radix 或 base,通常简称为底),又称基数

注意两个事情:

幂,是一个数自乘n次后的结果

也就是说,幂是关于同一个数变化了多少次的故事

是个独角戏,没有其他演员

指数,就代表着底数它参与了几次和 1 相乘的乘法,也就是有几个底数相乘。

指数就是参与乘法的底数的个数

例如:

10¹ = 1 个 10 参与乘法= 10 x 1

10² = 2 个 10 参与乘法= 10 x 10 x 1

10³ = 3 个 10 参与乘法= 10 x 10 x 10 x 1

这里为什么要带上 1,这是因为任何的乘法式子都可以表示成这个式子乘以 1,就像上面的三个10相乘的例子,而这个 1 对于我们接下来对于指数的理解至关重要。

Prelude

有一个神奇的乘法式子

x 1

它的结果是

1

好了,开始哔哔

我们还是从底为 10 的例子看:

10 ³ = 3 个 10 参与乘法= 10 x 10 x 10 x 1

10 ² = 2 个 10 参与乘法= 10 x 10 x 1

10 ¹ = 1 个 10 参与乘法= 10 x 1

可以看出随着10的指数在变小,其幂值也在变小,

而且是规整的以10的倍数在收敛。

所以我们可以预测一下:

10 ⁰ 比 10 ¹ 指数小1,所以其幂值应该比10 ¹ 小10倍,即

10 ¹ ÷ 10

=10 ÷ 10

= 1

10 ⁰ = 1

推理是这么个过程,接下来我们来从人类(非AI)的思维方式证明一下

10 ³ = 3 个 10 参与乘法= 10 x 10 x 10 x 1

x 1 这个乘法式子在其左边预留了一个位置给来出席乘法式子的宾客。

这里的宾客是

:10 x 10 x 10

有 3 个 10 出席了乘法运算

对乘法式子 x 1 产生了影响

因此影响了乘法运算的结果

结果为 1000

10 ² = 2 个 10 参与乘法= 10 x 10 x 1

x 1 这个乘法式子在其左边预留了一个位置给来出席乘法式子的宾客。

这里的宾客是

:10 x 10

有 2 个 10 出席了乘法运算

对乘法式子 x 1 产生了影响

影响到了运算结果为

100

10 ¹ = 1 个 10 参与乘法= 10 x 1

x 1 这个乘法式子在其左边预留了一个位置给来出席乘法式子的宾客。

这里的宾客是

:10

有 1 个 10 出席了乘法运算

对乘法式子 x 1 产生了影响

影响的结果是

10

至此,应该有

10 ⁰ = 0 个 10 参与乘法= x 1

x 1 这个乘法式子在其左边预留了一个位置给来出席乘法式子的宾客。

这里的宾客是

10 没来

即没有 10 出席乘法运算

所以没有对乘法式子 x 1 产生影响

所以乘法式子 x 1 的结果是

1

:所以 10 ⁰ =1

注意这里是理解的难点,0 个 10 参与乘法运算,也就是没有 10 去出席参与和 1 的乘法运算,既然没有参与就不应该影响 x 1 的乘法运算结果,所以

x 1 的结果还是

1

也就是说 x 1 本身就是一个乘法运算式子,这个式子欢迎10来出席 x 1 的这个乘法运算,你来多少个 10 都欢迎,热情好客的x 1 乘法运算在其左边给来出席的宾客预留的位置。

但宾客没来,虽然没来,但那个给宾客预留的位置却仍旧还在那里,只是空着而已,请注意空着和0是完完全全的两回事。

这个概念在编程领域是很容易被认可的,

空是 null

0 就是 0

0是0,空是空

也可以从数学的角度来看待0,0虽然是表示没有,但0是有身份的,

x 1 给宾客预留的位子空着和

0以自己的身份来参加乘法式子

可是完全不同的状况。

所以说 0 个 10 虽然可以理解成是 0,但是0 个 10 和 10⁰ 可不是一个东西。10⁰ 表示 10它没有出席与 x 1 的乘法算式的运算,所以它不能影响x 1 这个乘法运算式子的结果。

所以,10⁰ x 1= 1

而 0 可是一个实实在在的一个数,

空着 和 放个 0 可是完全不同的两个事情

10 ⁰ 不等于 0

总结:

任何数都可以写成与 1 相乘的形式,

所以

10 ¹ 就是 10 ¹ x 1

= 10 x 1

= 10

是说有一个10 出席了 x 1 的乘法算式运算,所以会改变 x 1 的结果,即 x 1 后结果为10.

10⁰ 就是 10⁰ x 1

= x 1

= 1

是说没有 10 出席 x 1 的乘法运算,所以不会改变 x 1 的乘法运算的结果(没有出席表示着是空着的,和上面放个 0 可是截然不同的),

即 x 1 的结果是 1

x 1 给客人预留的位置是空的,NULL,

预留的位置上有个 0 和 预留的位置上是空着的,可是完完全全的两回事情,

这里一定要拎清

null 和 0 是两个概念、两个事情

至此我们证明了 10 ⁰ = 1

现在,我们根据 10 ⁰ = 1 这个已证的结论,继续讨论负次方的理解

来看

10 ³ = 3 个 10 参与乘法= 10 x 10 x 10 x 1

10 ² = 2 个 10 参与乘法= 10 x 10 x 1

10 ¹ = 1 个 10 参与乘法= 10 x 1

10 ⁰ = 0 个 10 参与乘法= x 1

有一个绝对值以步长为10的递减规律

所以我们可以大胆的猜测

10⁻¹ 一定小于 1

并且其值满足步长为10的递减规律

应该等于

1 ÷ 10

= 0.1

这只是一个猜测,但其一定是小于1没跑了,至于具体的值,和这个值是否小于0,咱们再接着看。

好,精彩的地方来了,

10⁻¹ 应该怎么理解才好呢,才能打败救助AI后给的答案呢。

文章开头就提出了几个概念

`指数`,就代表着底数它参与了几次`和 1 相乘的乘法`,

也就是有几个底数相乘。

`指数`就是参与乘法的底数的`个数`

指数就是个数

10 ⁰ 是一个 10 都没有,空的

10 ¹ 是有一个 10

那么

10⁻¹ 是欠了一个 10

注意,这里的欠了一个 10,是参与的和 1 的乘法,

所以,要补上这个 10,同样是要通过乘法来补足,

那么补多少呢?

因为,10⁻¹ 是欠了一个 10在与 x 1的乘法式子中

所以,就应该补一个 10,即 10 ¹

这样 10⁻¹ x 10 ¹ = 10 ⁻¹⁺¹⁼⁰ = 10 ⁰ = 1

上一段我们通过等步长递减的规律发现了10⁻¹ 是小于10 ⁰,即 10⁻¹ 小于 1,所以我们补上一个10 ¹之后(注意是通过乘法补足),乘法式子就变成了

10⁻¹ x 10 ¹ x 1= 10 ⁰ x 1 = 1 x 1 = 1

因此,这个欠了的一个10 ,即10⁻¹ 它一定不是负数(小于零),because 如果 10⁻¹ 是负数,那么当它乘以 10之后就一定还是一个负数,而在乘法式子中,欠了一个10(即10⁻¹)后再补上一个10(即10 ¹),就等于 10⁻¹ x 10 ¹,就等于 10 ⁰ 即 等于1

所以说,10⁻¹ 是一个介于0和1之间的一个小数。

一定要注意,欠的这个10,它是要参与乘法运算的,而不是做加法运算,

那么欠了一个10的因子其数值应该是多少呢?

:乘法算式中两个相乘的数叫做因数,其运算结果称为积

加法算式中的成员叫做加数,

10 ¹ 是有一个 10

10 ⁰ 是没有一个 10

10⁻¹ 是欠了一个 10

从哪里欠的,是从 10 ⁰ 这儿欠了一个10,

所以,当我们补上一个10后,就应该回到 10 ⁰ ,

也就是是说 10⁻¹ x 10 ¹ 应该等于 10 ⁰

这就是负次方的理解。

补充:

指数是代数中强大的数学工具,用于表示一个数自身重复相乘。这种机制简化了对大数字的记法和计算,并构成了许多数学和科学运算的基础

指数的概念可以追溯到古埃及人和巴比伦人,他们使用类似的方法进行复杂的数学运算

指数的正式记法和规则是在 17 世纪由笛卡尔等数学家提出的,他们引入了幂的上角标记法

指数的基本公式:

X ⁿ =Y

X 是底数,

nn 是指数,

YY 是 XX 的 nn 次方结果。

根据底数和指数计算幂: 给定 X=5 和 n=3,

5 ³ =5×5×5=125

根据底数和结果计算指数: 给定 X=8 和 Y=64,

n=log⁡₈(64)=2

物理、工程和金融被用来表示指数增长或衰减、复利

科学记数法中数量的缩放

指数表示一个数(即底数)自身乘以自身的次数

相关推荐

百岁山矿泉水570ml多少钱一瓶?百岁山570ml一瓶全国统一零售价
365足球打水封号还严重嘛

百岁山矿泉水570ml多少钱一瓶?百岁山570ml一瓶全国统一零售价

📅 07-07 👁️ 9657
龙之谷退出公会重新进入方法-退出公会多久能进
365足球打水封号还严重嘛

龙之谷退出公会重新进入方法-退出公会多久能进

📅 07-18 👁️ 2124
大乐透6加2追加多少钱 - 彩票问问
Microsoft365个人版

大乐透6加2追加多少钱 - 彩票问问

📅 10-20 👁️ 6335
乘路面电车“岚电”周游岚山之旅
365bet娱乐游戏

乘路面电车“岚电”周游岚山之旅

📅 10-06 👁️ 3503
小米一元吃到饱卡实际使用,小米流量卡全国无限流量测评
微信如何把朋友圈隐藏
365足球打水封号还严重嘛

微信如何把朋友圈隐藏

📅 07-13 👁️ 8796
数据恢复公司哪家好?哪家强更靠谱?专业的数据恢复机构怎么找?
365足球打水封号还严重嘛

数据恢复公司哪家好?哪家强更靠谱?专业的数据恢复机构怎么找?

📅 08-20 👁️ 5590
9.7高分,零差评,这5部必看美剧,值得熬夜追剧
365bet娱乐游戏

9.7高分,零差评,这5部必看美剧,值得熬夜追剧

📅 10-10 👁️ 3706
方维团购系统怎么样
365bet娱乐游戏

方维团购系统怎么样

📅 07-19 👁️ 5337
什么是vc运行库?怎么使用?
365bet娱乐游戏

什么是vc运行库?怎么使用?

📅 09-14 👁️ 8867
【2025】X/Twitter 推特为什么不能登入、无法访问?无法登陆网页版和 APP 怎么办?
娱乐的意思
Microsoft365个人版

娱乐的意思

📅 07-03 👁️ 610